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DE19753177A1 - Drive arrangement for circuit-breaker installation of air-insulated medium-voltage switchgear - Google Patents

Drive arrangement for circuit-breaker installation of air-insulated medium-voltage switchgear

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DE19753177A1
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DE
Germany
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drive
shaft
vacuum circuit
pole module
circuit breaker
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Martin Dipl Ing Boettcher
Karsten Freundt
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Siemens AG
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  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)

Abstract

A circuit-breaker drive includes vacuum circuit-breakers installed in a withdrawable part, in which the vacuum circuit- breakers are integrated in a pole module which is displaceable by a switch-drive for carrying out the disconnecter function. The pole module (PM) travels horizontally on a guide shaft (FW), and the switch-drive (SA) is connected to a drive-shaft (AW) with end positions defined by follower arms (MH1,MH2) between which is arranged a radially displaceable control-shaft (FS). The control-shaft (SW) mounts a number of push-rods (SS) matching the number of switchable phases, and joined to the control shaft (SW) such that with radial displacement of the latter, the push rods (SS) are displaced approx. horizontally, and the movable contact parts (KB) of the vacuum circuit-breaker-approx. vertically.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für Leistungsschalter einer Leistungsschalteranlage, insbesondere einer luftiso­ lierten Mittelspannungs-Schaltanlage, mit in einem Trennein­ schub angeordneten Vakuum-Leistungsschaltern, wobei die Va­ kuum-Leistungsschalter in einem Polmodul integriert sind, das zur Realisierung der Trennerfunktion durch einen Schalteran­ trieb verfahrbar ist.The invention relates to a drive for circuit breakers a circuit breaker system, especially an air iso gated medium-voltage switchgear, with in a separating unit thrust arranged vacuum circuit breakers, the Va vacuum circuit breakers are integrated in a pole module, the to implement the isolator function with a switch drive is movable.

Zur Realisierung der Funktion "Lastschalten" und "Lasttrennen" der eingangs definierten Leistungsschalteranlage wurden bis­ her ein Leistungsschalter mit einem in Reihe geschalteten Trennschalter eingesetzt oder der Leistungsschalter durch Verfahren in die Trennstellung gebracht. Die Leistungsschal­ teranlage ist dementsprechend mit einer der Zahl der zu schaltenden Phasen entsprechenden Anzahl von Vakuum-Lei­ stungsschaltern ausgestattet, die beim Schalten synchron zu betätigen sind. Das Schalten der Vakuum-Leistungsschalter er­ folgt im Betriebszustand beim anstehenden Laststrom oder zu Prüfzwecken in der Trennstellung, d. h. im stromlosen Zu­ stand. Der Antrieb der Vakuum-Leistungsschalter erfolgt manu­ ell durch Kurbelantrieb oder durch eine Motorsteuerung über entsprechende Antriebsgestänge. Das Schalten der Vakuum- Leistungsschalter geschieht nur - wie bereits erwähnt - in der Betriebsstellung unter Last oder in der Trennstellung lastfrei. Die beiden Endstellungen der Leistungsschalter wer­ den mechanisch durch Hebel und Klinken mit entsprechenden Verriegelungseinrichtungen markiert und erst dann das manuel­ le oder motorische Schalten freigegeben. Diese nicht zuletzt aus Sicherheitsgründen notwendigen Maßnahmen sind, insbeson­ dere wegen der unterschiedlichen Bauausführungen der Lei­ stungsschalteranlage, relativ aufwendig, da jeweils entspre­ chende Anpassungen der mechanischen Gestänge und deren Ver­ riegelungen untereinander vorgenommen werden müssen.To implement the "load switching" and "load disconnection" functions the circuit breaker system defined at the outset were up to forth a circuit breaker with a series connected Disconnector used or the circuit breaker through Process brought into the disconnected position. The performance scarf Accordingly, the system is one of the number of switching phases corresponding number of vacuum lei equipped with switching switches that synchronize when switching are operating. Switching the vacuum circuit breaker follows or in the operating state when the load current is present Test purposes in the disconnected position, d. H. in the currentless closed was standing. The vacuum circuit-breakers are driven manually ell by crank drive or by an engine control corresponding drive linkage. Switching the vacuum Circuit breakers only happen - as already mentioned - in the operating position under load or in the disconnected position load-free. The two end positions of the circuit breakers mechanically using levers and pawls with appropriate Locking devices marked and only then the manual  le or motorized switching released. Last but not least measures necessary for security reasons, in particular due to the different construction types of the Lei Control switch system, relatively complex, since each correspond appropriate adjustments to the mechanical linkages and their Ver interlocking must be made.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, den Antrieb für die Vakuum-Leistungsschalter wesentlich zu ver­ einfachen und die Anpassung an die unterschiedlichen Lei­ stungsschalteranlagen mit weitestgehend standardisierten Mit­ teln vorzusehen, mit denen insbesondere das synchrone Schal­ ten der Vakuum-Leistungsschalter gewährleistet ist. Erfin­ dungsgemäß wird dies durch die Merkmale
The object of the invention is to simplify the drive for the vacuum circuit breaker and to provide the adaptation to the various circuit breaker systems with largely standardized means, with which, in particular, the synchronous switching of the vacuum circuit breaker is ensured. Invention according to the features

  • 1.1 das Polmodul ist durch den Schalterantrieb auf einer Führungswelle zwischen zwei Endpositionen horizontal verfahrbar,1.1 the pole module is on the switch drive Guide shaft between two end positions horizontally movable,
  • 1.2 der Schalterantrieb steht mit einer Antriebswelle in Verbindung, auf der die jeweilige Endposition durch ei­ nen ersten und einen zweiten, mit der Antriebswelle je­ weils fest verbundenen Mitnehmerhebel begrenzt ist,1.2 the switch drive is in with a drive shaft Connection on which the respective end position by ei NEN and a second, each with the drive shaft because the firmly connected driver lever is limited,
  • 1.3 zwischen dem ersten und dem zweiten Mitnehmerhebel ist eine mit denselben radial auslenkbare Steuerwelle ange­ ordnet, die in Führungsschlitzen zwischen Lagerblechen des Polmoduls bewegbar angeordnet ist,1.3 between the first and the second driver lever a radially deflectable with the same control shaft arranges that in guide slots between bearing plates the pole module is arranged movably,
  • 1.4 auf der Steuerwelle sind zwischen den Lagerblechen eine der Anzahl zu schaltender Phasen entsprechende Zahl von Schubstangen verschiebbar angeordnet,1.4 are on the control shaft between the bearing plates number corresponding to the number of phases to be switched Push rods arranged slidably,
  • 1.5 die Schubstangen stehen mit der Steuerwelle derart in Verbindung, daß mit der radialen Auslenkung derselben die Schubstangen annähernd horizontal und die bewegli­ chen Kontaktteile der Vakuum-Leistungsschalter annähernd vertikal auslenkbar sind,1.5 the push rods are in such a way with the control shaft Connection that with the radial deflection of the same the push rods almost horizontal and the moveable  approximate contact parts of the vacuum circuit breakers are vertically deflectable,

erreicht.reached.

Mit der Verfahrbarkeit des Polmoduls auf der Führungswelle, die direkt von dem Schalterantrieb gesteuert wird, sind die Endpositionen in sehr einfacher Weise zu ermitteln und die Freigabe für das Schalten der in dem Polmodul integrierten Vakuum-Leistungsschalter ohne größeren mechanischen Aufwand zu realisieren. Das Polmodul wird von dem Schalterantrieb le­ diglich zwischen den auf der Antriebswelle angeordneten, die jeweilige Endposition markierenden Mitnehmerhebeln verfahren. Zwischen den beiden Mitnehmerhebeln, die mit der Antriebswel­ le fest verbunden sind, ist die Steuerwelle vorgesehen, auf der sich die auf der Steuerwelle verschiebbaren Schubstangen befinden. Sobald sich das Polmodul in einer der beiden End­ stellungen befindet, wird die Antriebswelle vom Schalteran­ trieb in eine kurze Drehbewegung versetzt und damit die zur Antriebswelle parallel angeordnete Schaltwelle entsprechend radial ausgelenkt. Die Schaltwelle bewirkt durch diese Ra­ dialauslenkung eine Horizontalauslenkung der Schubstangen, die zum Schalten der beweglichen Kontaktteile der Vakuum- Leistungsschalter ausgenutzt wird. Mit dem Schalten der Schubstangen ausschließlich in der jeweiligen Endposition des Polmoduls entfallen komplexe mechanische Hebelanordnungen und aufwendige Verriegelungen untereinander. Auch die Anpassungen an die unterschiedlichen Leistungsschalteranlagen sind ledig­ lich durch eine entsprechende Längenanpassung der Führungs- und Antriebswellen realisierbar. Der Bewegungsmechanismus und die ggf. anzupassenden Schubstangen können dagegen weitestge­ hend unverändert eingesetzt werden. With the movability of the pole module on the guide shaft, which are controlled directly by the switch drive are the Determine end positions in a very simple way and the Release for switching the integrated in the pole module Vacuum circuit breakers without major mechanical effort to realize. The pole module is le of the switch drive diglich between those arranged on the drive shaft, the Move the driver levers marking the respective end position. Between the two driver levers, which are connected to the drive shaft le are firmly connected, the control shaft is provided on which is the push rods that can be moved on the control shaft are located. Once the pole module is in one of the two end positions, the drive shaft is turned on by the switch drifted into a short rotary movement and thus the Corresponding drive shaft arranged in parallel radially deflected. The switching shaft causes Ra through this a horizontal deflection of the push rods, for switching the moving contact parts of the vacuum Circuit breaker is used. With the switching of the Push rods only in the respective end position of the Complex mechanical lever arrangements and pole modules are eliminated elaborate interlocking. Even the adjustments to the different circuit breaker systems are single Lich by a corresponding length adjustment of the guide and Drive shafts can be implemented. The movement mechanism and the push rods that may need to be adjusted, on the other hand, can be as wide as possible be used unchanged.  

Als besonders vorteilhaft für die Erfindung ist anzusehen, daß die Kraftübertragung auf die Schubstangen im der jeweili­ gen Endposition des Polmoduls, also in unmittelbarer Nähe des ersten oder des zweiten Mitnehmerhebels erfolgt, und somit über die kurze Hebelwirkung auch eine ausreichend große Kraft auf die beweglichen Kontaktteile der Vakuum-Leistungsschalter übertragen werden kann.It is to be regarded as particularly advantageous for the invention that that the power transmission to the push rods in the resp towards the end position of the pole module, i.e. in the immediate vicinity of the first or second driver lever takes place, and thus A sufficiently large force due to the short leverage effect on the moving contact parts of the vacuum circuit breakers can be transferred.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Merkmale
According to an advantageous embodiment of the invention, the features are

  • 2.1 der jeweils bewegliche Kontaktteil des jeweiligen Vaku­ um-Leistungsschalters ist mit einem Gelenkhebel verbun­ den,2.1 the respective movable contact part of the respective vacuum The circuit-breaker is connected to an articulated lever the,
  • 2.2 der Gelenkhebel ist um einen festen Drehpunkt bewegbar,2.2 the articulated lever can be moved around a fixed pivot point,

vorgesehen.intended.

Mit dem Einsatz des Gelenkhebels mit dem festen Drehpunkt können die beweglichen Kontaktteile der Vakuum-Leistungs­ schalter durch Umsatz der Horizontalauslenkung der Schubstan­ gen sehr einfach vertikal ausgelenkt werden, wobei keine be­ sonderen Anforderungen an die Präzision der horizontalen Aus­ lenkung der Schubstangen gestellt sind.With the use of the articulated lever with the fixed pivot point can use the moving contact parts of the vacuum power switch by converting the horizontal deflection of the push rod be deflected vertically very easily, with no be special requirements for the precision of the horizontal off steering of the push rods are provided.

Die Erfindung wird durch ein durch zwei Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel näher erläutert, wobei dieThe invention is illustrated by one represented by two figures Embodiment explained in more detail, the

Fig. 1 die Leistungsschalteranlage in der Seitenansicht zeigt und die Fig. 1 shows the circuit breaker system in a side view and the

Fig. 2 in Frontsicht nähere Einzelheiten des Antriebs der Vakuum-Leistungsschalter erkennen läßt. Fig. 2 in front view reveals more details of the drive of the vacuum circuit breaker.

Die Fig. 1 zeigt das Polmodul PM der Leistungsschalteranla­ ge, daß durch die Führungswelle FW axial geführt und durch den Schalterantrieb SA auf dieser verfahrbar angeordnet ist. Das Polmodul PM ist mit Einfahrkontakten, bezeichnet ist nur ein einziger Einfahrkontakt EK des einzigen dargestellten Va­ kuum-Leistungsschalters VS, ausgestattet, die vom Betriebszu­ stand in den Trennzustand in entsprechende Festkontakte, be­ zeichnet ist nur ein einziger Festkontakt FK der Leistungs­ schalteranlage, hineingefahren werden. Der Schalterantrieb SA ist mit der Antriebswelle AW ausgestattet, die in zwei Endpo­ sitionen mit festverbundenen Mitnehmerhebeln MH1 und MH2 ver­ sehen ist, wobei die Position des ersten Mitnehmerhebels MH1 den Betriebszustand des Polmoduls PM und die Position des zweiten Mitnehmerhebels MH2 den Trennzustand des Polmoduls PM innerhalb der Leistungsschalteranlage markiert. Die freien Enden des ersten und zweiten Mitnehmerhebels MH1, MH2 nehmen die Schaltwelle SW auf, auf der zwischen den Lagerblechen LB des Polmoduls PM eine der Anzahl von zu schaltenden Phasen entsprechende Zahl von Schubstangen SS axial verschiebbar an­ geordnet sind. Mit der horizontalen Verfahrrichtung VR des Polmoduls PM werden also auch die Schubstangen SS zwischen den beiden Endpositionen, markiert durch den ersten und den zweiten Mitnahmehebel MH1, MH2, verfahren. Fig. 1 shows the pole module PM of the circuit breaker system that is axially guided by the guide shaft FW and is arranged to be movable on it by the switch drive SA. The pole module PM is equipped with run-in contacts, designated only a single run-in contact EK of the only vacuum circuit breaker VS shown, which was from the operating state to the disconnected state in corresponding fixed contacts, referred to as only a single fixed contact FK of the circuit breaker system . The switch drive SA is equipped with the drive shaft AW, which is seen in two end positions with firmly connected driver levers MH1 and MH2, the position of the first driver lever MH1 representing the operating state of the pole module PM and the position of the second driver lever MH2 the disconnected state of the pole module PM within the circuit breaker system marked. The free ends of the first and second driver levers MH1, MH2 take up the selector shaft SW, on which a number of connecting rods SS corresponding to the number of phases to be switched is arranged axially displaceably between the bearing plates LB of the pole module PM. The push rods SS are thus also moved between the two end positions, marked by the first and the second driving lever MH1, MH2, with the horizontal direction of travel VR of the pole module PM.

Weiterhin ist mit der strichpunktierten Linie angedeutet, daß mit den Schubstangen SS die Vertikalauslenkung VA der beweg­ lichen Kontaktteile, dargestellt und bezeichnet ist der be­ wegliche Kontaktteil KB des einzigen dargestellten Vakuum- Leistungsschalters VS, bewirkt wird. Die Drehauslenkung DA der Antriebswelle AW hat zur Folge, daß die Schaltwelle SW eine Radialauslenkung RA erfährt und damit sämtliche Schub­ stangen SS, wie aus der Fig. 2 ersichtlich, einer Horizon­ talauslenkung HA folgen.Furthermore, it is indicated by the dash-dotted line that the vertical deflection VA of the movable contact parts, shown and labeled, is the movable contact part KB of the only vacuum circuit breaker VS shown, is effected with the push rods SS. The rotary deflection DA of the drive shaft AW has the result that the selector shaft SW experiences a radial deflection RA and thus all push rods SS, as can be seen in FIG. 2, follow a horizontal deflection HA.

Nähere Einzelheiten der Bewegungsmechanismen sind aus der Fig. 2 ersichtlich. Die Antriebswelle AW ist dort bewegbar im Führungsschlitz FS des Lagerblechs LB geführt und fest mit dem Mitnehmerhebel MH verbunden. Das freie Ende des Mitneh­ merhebels MH nimmt die Schaltwelle SW auf, die in nicht er­ kennbare Ausnehmungen der Schubstangen, dargestellt ist nur eine einzige Schubstange SS, derart eingreifen, daß mit der Drehauslenkung DA der Antriebswelle AW über den Mitnahmehebel MH die Schaltwelle SW einer Radialauslenkung RA folgt, die zwangläufig zur Horizontalauslenkung HA der Schubstange SS führt. Die Schubstange SS ihrerseits steht über den Gelenkhe­ bel GH direkt mit dem beweglichen Kontaktteil KB des einen Vakuum-Leistungsschalters VS in Verbindung, so daß dieser ei­ ne entsprechende Vertikalauslenkung VA erfährt. Diese Schalt­ vorgänge des Vakuum-Leistungsschalters können bei der Lei­ stungsschalteranlage nur im Betriebszustand unter Last oder im Trennzustand im lastfreien Zustand vollzogen werden.Further details of the movement mechanisms can be seen in FIG. 2. The drive shaft AW is movably guided in the guide slot FS of the bearing plate LB and firmly connected to the driver lever MH. The free end of the Mitneh merhebels MH takes on the selector shaft SW, which is shown in not recognizable recesses of the push rods, only a single push rod SS, engage in such a way that with the rotary deflection DA of the drive shaft AW via the driving lever MH, the selector shaft SW of a radial deflection RA follows, which inevitably leads to the horizontal deflection HA of the push rod SS. The push rod SS in turn is connected via the articulated lever GH directly to the movable contact part KB of a vacuum circuit breaker VS, so that it experiences a corresponding vertical deflection VA. These switching operations of the vacuum circuit-breaker can only be carried out with the circuit-breaker system in the operating state under load or in the disconnected state in the no-load state.

Claims (2)

1. Antrieb für Leistungsschalter einer Leistungsschalteranla­ ge, insbesondere einer luftisolierten Mittelspannungs-Schalt­ anlage, mit in einem Trenneinschub angeordneten Vakuum-Lei­ stungsschaltern, wobei die Vakuum-Leistungsschalter in einem Polmodul integriert sind, das zur Realisierung der Trenner­ funktion durch einen Schalterantrieb verfahrbar ist, gekennzeichnet durch die Merkmale
  • 1.1 das Polmodul (PM) ist durch den Schalterantrieb (SA) auf einer Führungswelle (FW) zwischen zwei Endpositionen ho­ rizontal verfahrbar,
  • 1.2 der Schalterantrieb (SA) steht mit einer Antriebswelle (AW) in Verbindung, auf der die jeweilige Endposition durch einen ersten und einen zweiten, mit der Antriebs­ welle (AW) jeweils fest verbundenen Mitnehmerhebel (MH1, MH2) begrenzt ist,
  • 1.3 zwischen dem ersten und dem zweiten Mitnehmerhebel (MH1, MH2) ist eine mit denselben radial auslenkbare Steuer­ welle (SW) angeordnet, die in Führungsschlitzen (FS) zwischen Lagerblechen (LB) des Polmoduls (PM) bewegbar angeordnet ist,
  • 1.4 auf der Steuerwelle (SW) sind zwischen den Lagerblechen (LB) eine der Anzahl zu schaltender Phasen entsprechende Zahl von Schubstangen (SS) verschiebbar angeordnet,
  • 1.5 die Schubstangen (SS) stehen mit der Steuerwelle (SW) derart in Verbindung, daß mit der radialen Auslenkung derselben die Schubstangen (SS) annähernd horizontal und die beweglichen Kontaktteile (KB) der Vakuum-Leistungs­ schalter (VS) annähernd vertikal auslenkbar sind.
1. Drive for circuit breakers of a circuit breaker system, in particular an air-insulated medium-voltage switchgear assembly, with vacuum circuit breakers arranged in a disconnection module, the vacuum circuit breakers being integrated in a pole module which can be moved by a switch drive to implement the disconnector function, characterized by the characteristics
  • 1.1 the pole module (PM) can be moved horizontally between two end positions by the switch drive (SA) on a guide shaft (FW),
  • 1.2 the switch drive (SA) is connected to a drive shaft (AW), on which the respective end position is limited by a first and a second driver lever (MH1, MH2) which is firmly connected to the drive shaft (AW),
  • 1.3 between the first and the second driver lever (MH1, MH2) there is a control shaft (SW) which can be radially deflected with the same and which is movably arranged in guide slots (FS) between bearing plates (LB) of the pole module (PM),
  • 1.4 on the control shaft (SW) a number of push rods (SS) corresponding to the number of phases to be switched are arranged displaceably between the bearing plates (LB),
  • 1.5 the push rods (SS) are connected to the control shaft (SW) in such a way that with the radial deflection thereof the push rods (SS) are approximately horizontal and the movable contact parts (KB) of the vacuum power switch (VS) are approximately vertically deflectable.
2. Antrieb für Leistungsschalter einer Leistungsschalteranla­ ge nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale
  • 2.1 der jeweils bewegliche Kontaktteil (KB) des jeweiligen Vakuum-Leistungsschalters (VS) ist mit einem Gelenkhebel (GH) verbunden,
  • 2.2 der Gelenkhebel (GH) ist um einen festen Drehpunkt (DP) bewegbar.
2. Drive for circuit breakers of a circuit breaker system according to claim 1, characterized by the features
  • 2.1 the respective movable contact part (KB) of the respective vacuum circuit breaker (VS) is connected to an articulated lever (GH),
  • 2.2 the articulated lever (GH) can be moved around a fixed pivot point (DP).
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